Дифракционные методы исследования при анализе зоны пластической деформации под поверхностью разрушения

На примере образцов двухфазного титанового сплава ВТ41 оценена связь между температурой испытаний, значениями ударной вязкости KCV, шириной зоны пластической деформации и особенностями ее. Разработан эффективный метод оценки ширины зоны пластической деформации, основанный на особой геометрии рентгеновской съемки, который позволяет с высокой локальностью измерения определять изменения уширения рентгеновской линии по мере удаления от поверхности разрушения. Проведены исследования текстурного состояния материала вблизи зоны разрушения и вдали от нее, что позволило выявить характерные особенности переориентации зерен, в частности рассеяние текстуры и увеличение доли базисных и призматических плоскостей параллельно плоскости разрушения, что является следствием протекания пластической деформации и насыщением дислокациями. Сделано предположение, что рост полюсной плотности в области [0001] происходит за счет скольжения зерен с ориентировкой [1012], а рост полюсной плотности в области вокруг [1010] --- за счет скольжения зерен с ориентировкой, близкой к [1120]. Данные рентгеновского текстурного анализа подтверждены результатами анализа текстуры методом дифракции обратно рассеянных электронов (EBSD-анализа)

Работа выполнена при поддержке РФФИ в рамках гранта НК 13-08-001125/13

Литература

[1] Каблов Е.Н. Шестой технологический уклад. Наука и жизнь, 2010, № 4, с. 2--7.

[2] Каблов Е.Н. К 80-летию ВИАМ. Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 2012, т. 78, № 5, с. 79--82.

[3] Чабина Е.Б., Алексеев А.А., Филонова Е.В. и др. Применение методов аналитической микроскопии и рентгеноструктурного анализа для исследования структурно-фазового состояния материалов. Труды ВИАМ, 2013, № 5. URL: http://www.viam-works.ru/ru/articles?art_id=37

[4] Наприенко С.А., Зайцев Д.В., Попов М.А. и др. Особенности разрушения титанового сплава ВТ41 при ударном (динамическом) нагружении при различных температурах. Авиационные материалы и технологии, 2016, № 2, с. 60--68.

[5] Клевцов Г.В., Перлович Ю.А., Фесенко В.А. К развитию рентгеновского метода идентификации изломов с испорченной поверхностью. Заводская лаборатория, 1993, т. 59, № 8, с. 34--37.

[6] Ботвина Л.Р., Тютин М.Р., Левин В.П. и др. Особенности статического, ударного и усталостного разрушения стали 06МБФ с субмикрокристаллической структурой. Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 2008, т. 74, № 1, с. 43--49.

[7] Клевцов Г.В., Ботвина Л.Р., Клевцова Н.А. и др. Фрактодиагностика разрушения металлических материалов и конструкций. М., МИСиС, 2007.

[8] Каблов Е.Н. Инновационные разработки ФГУП "ВИАМ" ГНЦ РФ по реализации "Стратегических направлений развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года". Авиационные материалы и технологии, 2015, № 1, с. 3--33.

[9] Кашапов О.С., Новак А.В., Ночовная Н.А. и др. Состояние, проблемы и перспективы создания жаропрочных титановых сплавов для деталей ГТД. Труды ВИАМ, 2013, № 3. URL: http://viam-works.ru/ru/articles?art_id=20

[10] Кочубей А.Я., Медведев П.Н. Применение прямых полюсных фигур в исследованиях процессов структурообразования при нагревах деформированных металлов и сплавов. Новости материаловедения. Наука и техника, 2016, № 5, с. 12--20.

[11] Колачев Б.А., Мальков А.В. Физические основы разрушения титана. М., Металлургия, 1983.

[12] Агамиров Л.В., Алимов М.А., Бабичев Л.П. Машиностроение. Т. II-1. Физико-механические свойства. Испытания металлических материалов. М., Машиностроение, 2010, с. 472--521.

[13] Ерасов В.С., Орешко Е.И. Деформация и разрушение как процессы изменения объема, площади поверхности и линейных размеров в нагружаемых телах. Труды ВИАМ, 2016, № 8. URL: http://viam-works.ru/ru/articles?art_id=999

[14] Ерасов В.С., Орешко Е.И. Силовой, деформационный и энергетический критерии разрушения. Труды ВИАМ, 2017, № 10. URL: http://viam-works.ru/ru/articles?art_id=1169

[15] Клевцов Г.В. Закономерности образования пластических зон у вершины трещины при различных видах нагружения и рентгеновская фрактодиагностика разрушения. Вестник ОГУ. Естественные и технические науки, 2006, № 1--2, с. 81--88.

[16] Предводителев А.А., Троицкий О.А. Дислокации и точечные дефекты в гексагональных металлах. М., Атомиздат, 1973.